色/频/空三维资源复用的室内可见光非直流偏置OFDM系统性能研究

邓莉君; 樊养余

doi:10.3788/IRLA201645.0722002

色/频/空三维资源复用的室内可见光非直流偏置OFDM系统性能研究

doi: 10.3788/IRLA201645.0722002

1.
西北工业大学电子信息学院,陕西西安 710048

基金项目:

国家自然科学基金（61377080）;国家自然科学青年基金（61405157）

详细信息

作者简介:
邓莉君(1986-),女,博士生,主要从事室内可见光基础理论与关键技术等方面的研究。Email:denglijun1231@163.com;樊养余(1960-),男,教授,博士生导师,主要从事波束形成与波达方向估计,空间、大气光通信,室内、可见光通信、水下光通信等方面的研究。Email:Fan_yangyu@nwpu.edu.cn

邓莉君(1986-),女,博士生,主要从事室内可见光基础理论与关键技术等方面的研究。Email:denglijun1231@163.com;樊养余(1960-),男,教授,博士生导师,主要从事波束形成与波达方向估计,空间、大气光通信,室内、可见光通信、水下光通信等方面的研究。Email:Fan_yangyu@nwpu.edu.cn

中图分类号: TN929.12

Research on the performance of indoor visible light Non-DC-Biased OFDM system based on color/frequency/space three-dimension resources multiplexing

1.
School of Electronics and Information,Northwestern Polytechnical University,Xi'an 710048,China

摘要: 提出一种新的室内可见光非直流偏置正交频分（Non-DC-Biased Orthogonal Frequency Division Multiplexing, NDC-OFDM）复用系统，该系统采用多个颜色LEDs作为光源，在保证高传输可靠性的同时可以维持环境光的稳定。将空间调制和同色异谱调制结合并应用到室内可见光OFDM通信系统中得到一种新的适用于室内可见光通信系统的NDC-OFDM传输方案，该方案具有OFDM、空间调制和同色异谱调制的优势，适用于高速室内白光通信系统。仿真结果表明所提出的NDC-OFDM室内可见光传输系统与传统的直流偏置光OFDM （DC-biased Optical OFDM）和非对称限幅光OFDM （Asymmetrically Clipped Optical OFDM）相比具有更好的优势，并且与其它NDC-OFDM室内可见光传输方案相比，对于OFDM信号高峰均功率比引起的光信号非线性畸变问题，本文提出的多色LEDs NDC-OFDM室内可见光传输方案除了具有更好的鲁棒性外，还不会产生光强度波动。
- 室内可见光通信 /
- 光OFDM /
- 空间调制 /
- 同色异谱调制
Abstract: In this paper, a novel orthogonal frequency division multiplexing(OFDM)-based indoor visible light communication(VLC) system was proposed that can provide a high reliability transmission performance while maintaining ambient light stability by using multicolor LEDs. This solution combines Spatial Modulation(SM) and Metameric Modulation(MM) with OFDM-VLC communication system. Along with all of the promising advantages of OFDM, SM and MM, the proposed system will be applicable for high-speed indoor white communication. Through the simulation results, it is known that the proposed indoor visible light transmission system has significant advantages over DC-biased Optical OFDM (DCO-OFDM) and Asymmetrically Clipped Optical OFDM(ACO-OFDM). Moreover, it is robust to the nonlinear distortion caused by a large peak-to-average power ratio(PAPR) of OFDM signal in comparision with other NDC-OFDM VLC transmission systems, and hardly generate intensity fluctuation.
- indoor visible-light communication /
- optical OFDM /
- spatial modulation /
- metameric modulation

[1]	Komine T, Nakagawa M. Fundamental analysis for visible-light communication system using LED lights[J]. IEEE Transactions on Consumer Electronics, 2004, 50(1):50-100.
[2]	Grubor J, Gaete J-O, Waleski J, et al. High-speed wireless indoor communication via visible light[J]. ITG Fachbericht, 2007, 198:203-208.
[3]	Daz Pankaz, Youngil Park, Ki-Doo Kim. Performance of color-independent OFDM visible light communication based on color space[J]. Optics Communications, 2014, 324:264-268.
[4]	Shen Zhenmin, Lan Tian, Wang Yun. Simulation and analysis for indoor visible-light communiation based on LED[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(8):2496-2500.
[5]	Gfeller F R, Bapst U. Wireless in-house data communication via diffuse infrared radiation[J]. Proceedings of the IEEE,1979, 67(11):1474-1486.
[6]	Kahn J M, Barry J R. Wireless infrared communication[J]. IEEE, 1999, 85(2):265-298.
[7]	Stefan I, Elgala H, Mesleh R, et al. Optical wireless OFDM system on FPGA:Study of LED nonlinearity effects[J]. IEEE VTC Spring, 2011:1036-1042.
[8]	Armstrong J. OFDM for optical communication[J]. J Lightwave Technol, 2009, 27(3):189-204.
[9]	Armstrong J, Schmidt B J C. Comparison of asymmetrically clipped optical OFDM and DC-biased optical OFDM in AWGN[J]. IEEE Commun Lett, 2008, 12(5):343-345.
[10]	Li Yichen, Dobroslav Tsonev, Harald Haas. Non-DC-biased OFDM with optical spatial modulation[C]//2013 IEEE 24th International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communication:Fundamentals and PHY Track, 2013:486-490.
[11]	Sarangi Devasmitha Dissanayake, Jean Armstrong. Comparison of ACO-OFDM, DCO-OFDM and ADO-OFDM in IM/DD systems[J]. Journal of Lightwave Technology, 2013, 31(7):1063-1072.
[12]	Asadzadeh K, Dabbo A, Hranilovic S. Receiver design for asymmetrically clipped optical OFDM[C]//IEEE GLOBECOM OWC Workshop, 2011.
[13]	Jeganathan J, Ghrayeb A, Szczecinski L. Spatial modulation:optimal detection and performance analysis[C]//IEEE Communication Letters, 2008, 12(8):545-547.
[14]	Nassau K. Color for Science, Art and Technology[M]. Holland:Elsevier, 1996.
[15]	Daechun Lee, Kyungmook Choi, Ki-Doo Kim, et al. Visible light wireless communications based on predistorted OFDM[J]. Optics Communications, 2012, 285(7):1767-1770.

[1]	张峰, 梁渊博, 赵黎, 梁源. 基于非正交多址的室内可见光通信系统性能优化方法 . 红外与激光工程, 2021, 50(11): 20210101-1-20210101-7. doi: 10.3788/IRLA20210101
[2]	蒋红艳, 仇洪冰, 何宁, 吴越, Zahir Ahmad, Sujan Rajbhandari. 对数正态分布衰落下的光OFDM水下可见光通信空间分集系统 . 红外与激光工程, 2020, 49(2): 0203008-0203008. doi: 10.3788/IRLA202049.0203008
[3]	赵黎, 朱彤, 霍杰, 张峰. 可见光MIMO通信系统中级联编码的应用 . 红外与激光工程, 2019, 48(3): 322002-0322002(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0322002
[4]	朱彤, 赵黎, 刘智港, 张峰. 兼顾照明的可见光MIMO通信系统模型 . 红外与激光工程, 2018, 47(8): 822001-0822001(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0822001
[5]	郭心悦, 李双双, 郭阳, 肖江南. 室内可见光通信中的自适应STBC MIMO-OFDM系统设计 . 红外与激光工程, 2018, 47(2): 222001-0222001(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0222001
[6]	陈牧, 柯熙政. QPSK调制光通信中混合噪声的功率谱性能与误码率 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1022005-1022005(6). doi: 10.3788/IRLA201789.1022005
[7]	赵梓旭, 宋小庆, 贾胜杰, 魏有财, 王慕煜. 特种车内可见光通信系统光源布局优化 . 红外与激光工程, 2017, 46(1): 122001-0122001(8). doi: 10.3788/IRLA201746.0122001
[8]	王景楠, 聂劲松. 超连续谱光源辐照可见光CMOS图像传感器的实验研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(1): 106004-0106004(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0106004
[9]	陈颖聪, 文尚胜, 关伟鹏, 邓智聪, 向昌明. 室内可见光异步定位系统光学边界研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1222001-1222001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.1222001
[10]	王怡, 杨帅, 马晶, 单良. 自由空间光通信中相干OFDM系统性能分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(7): 722003-0722003(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0722003
[11]	王怡, 李源, 马晶, 谭立英. 自由空间光通信中相干圆偏振调制系统性能研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(8): 822004-0822004(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0822004
[12]	殷世民, 王具民, 梁永波, 朱健铭, 韩国成, 陈洪波, 陈真诚. 红外干涉光谱仪非均匀性在线校正与仿真 . 红外与激光工程, 2016, 45(6): 604002-0604002(8). doi: 10.3788/IRLA201645.0604002
[13]	张荞, 李双, 刘强, 龚平. 空间调制线偏振光谱测量的波片延迟误差校正 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1117008-1117008(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1117008
[14]	李双, 袁齐, 龚平. 空间调制偏振光谱测量定标方法 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1113002-1113002(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1113002
[15]	王怡, 章奥, 马晶, 谭立英. 自由空间光通信系统中弱大气湍流引起的相位波动和强度闪烁对DPSK调制系统的影响 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 758-763.
[16]	沈振民, 蓝天, 刘国彦, 李湘, 倪国强. 包含非视距链路的室内可见光通信倾角式光学接收端的设计与分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2783-2788.
[17]	张鹏, 王天枢, 杨国伟, 贾青松, 马万卓, 张立中, 佟首峰, 姜会林. 全双工逆向调制回复空间光通信系统性能评价 . 红外与激光工程, 2015, 44(8): 2506-2510.
[18]	沈振民, 蓝天, 王云, 王龙辉, 倪国强. 基于LED 灯的室内可见光通信系统仿真分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(8): 2496-2500.
[19]	郭倩, 蓝天, 朱祺, 倪国强. 室内可见光通信APD 探测电路的设计与实现 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 731-735.
[20]	孟庆宇, 张伟, 龙夫年. 天基空间目标可见光相机探测能力分析 . 红外与激光工程, 2012, 41(8): 2079-2084.

点击查看大图

计量

文章访问数: 392
HTML全文浏览量: 67
PDF下载量: 120
被引次数: 0

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

留言板

色/频/空三维资源复用的室内可见光非直流偏置OFDM系统性能研究

doi: 10.3788/IRLA201645.0722002

Research on the performance of indoor visible light Non-DC-Biased OFDM system based on color/frequency/space three-dimension resources multiplexing

计量

色/频/空三维资源复用的室内可见光非直流偏置OFDM系统性能研究

doi: 10.3788/IRLA201645.0722002

1. 西北工业大学电子信息学院,陕西西安 710048

English Abstract

Research on the performance of indoor visible light Non-DC-Biased OFDM system based on color/frequency/space three-dimension resources multiplexing

1. School of Electronics and Information,Northwestern Polytechnical University,Xi'an 710048,China

全文HTML

目录

留言板

色/频/空三维资源复用的室内可见光非直流偏置OFDM系统性能研究

doi: 10.3788/IRLA201645.0722002

Research on the performance of indoor visible light Non-DC-Biased OFDM system based on color/frequency/space three-dimension resources multiplexing

计量

出版历程

色/频/空三维资源复用的室内可见光非直流偏置OFDM系统性能研究

doi: 10.3788/IRLA201645.0722002

1. 西北工业大学 电子信息学院,陕西 西安 710048

English Abstract

Research on the performance of indoor visible light Non-DC-Biased OFDM system based on color/frequency/space three-dimension resources multiplexing

1. School of Electronics and Information,Northwestern Polytechnical University,Xi'an 710048,China

全文HTML

目录

1. 西北工业大学电子信息学院,陕西西安 710048